沥青混合料薄层罩面散热特性及施工控制研究

张琳

（张家口路桥建设集团有限公司，河北 张家口 075000）

0 引言

在交通量、外界环境等条件影响下，沥青路面产生各种病害，降低路面性能，缩短使用寿命。而在沥青路面病害尚未发生或发生的早期对其进行养护，通过养护措施对早期病害进行处理，有利于提高沥青路面性能[1]。在高速公路运营过程中，车辆行驶会对沥青路面产生磨耗。目前对于磨耗病害主要采用薄层罩面技术，该技术在高等级公路轻微病害的养护中应用较为广泛。本文对沥青混合料薄层罩面散热特性及质量控制进行研究，为沥青路面养护及工程施工提供参考。

1 原材料技术性能要求

薄层罩面技术对材料的性能要求十分严格，因此在使用前需对其进行检测，确保可用于养护工程。本文对粗集料、细集料和沥青等材料进行了试验和分析。

1.1 粗集料

为了提高薄层罩面抗压和抗滑性能，对粗集料的压碎值和磨光值等指标有着更高的要求。同时还需要具有较高的耐磨性、耐冻性且吸水率满足养护要求。本试验选用了石灰岩碎石进行检测，其检测结果见表1。

表1 粗集料检测结果

表1 （续）

由表1 可以看出，粗集料的表观密度、压碎值、洛杉矶磨耗值、坚固度、对沥青的黏附性和吸水率均满足规范要求，可作为薄层罩面技术的原材料。

1.2 细集料

细集料需要保持干燥洁净、颗粒均匀粗糙以保证和沥青具有较好黏结性。为了减少细集料级配对试验带来的误差，细集料需要通过机器初筛和人工手筛。试验选用的细集料为石灰岩机制砂，并对其检测。检测结果见表2。

表2 细集料检测结果

由表2可看出，所选细集料的表观密度、坚固性和棱角性等指标均符合规范要求，可用于薄层罩面的原材料。

1.3 沥青

薄层罩面具有相对较大的孔隙率，导致外界环境因素对其影响较大，因此要求采用的沥青对集料有较高的黏附力和抗剥离性。故试验选用SBS改性沥青，对其进行试验检测，试验结果见表3。

表3 SBS改性沥青检测结果

由表3 可知，所用的SBS 改性沥青各项技术指标均符合技术要求，可作为薄层罩面技术中的原材料。

2 工程实践

2.1 工程概况

某高速公路K278+000—K778+000 路段，路线总体走向自东向西，采用双车道，路基宽12m，路面宽8m，原路段在多年行车荷载作用下，路面结构损坏严重。考虑当地的地质及损坏调查，决定采用薄层罩面技术进行全面修复。原路面结构见表4。

表4 原路面结构

2.2 施工工艺

（1）施工前准备

为了保证施工安全性，需要提前对施工路段采取封闭措施，清扫路面上的杂物和垃圾，使施工工作面洁净、标高一致，确保施工要求。

（2）路面铣刨、清洗

以铣刨机对原路面进行铣刨处理，铣刨时根据施工图纸的要求进行施工，对铣刨厚度、次数进行确定[2]。使用路面清扫车进行清洗，以分块的方式进行清扫，确保与摊铺进度相匹配，防止出现二次污染的情况。

（3）沥青黏层施工

采用洒布车对沥青进行洒布，要保证均匀，洒布量控制在0.5L/m2，避免出现滑移或流淌的情况，洒布沥青的路段禁止车辆通行。

（4）摊铺

摊铺时应在15°C 以上时进行，同时提高裂缝处的摊铺质量，为提高碾压后的平整度打下基础。

（5）压实

初压时温度控制在125℃以上且不得出现推移、开裂等现象。复压的遍数以4~6遍为宜，当混合料的密实度达到96%以上时即为合格。在复压阶段，应设置专人对面层平整度进行检测，并对混合料的温度进行测量[3]。

2.3 路用性能

本次试验中薄层罩面沥青混合料的级配类型为SAC-10，对沥青混合料高温稳定性、水稳定性、平整度等路用性能进行研究。

（1）高温稳定性

采用3 块成型车辙试件进行试验，试件尺寸为长300mm，宽300mm，厚50mm，对其进养护。养护结束后对其进行车辙试验，以动稳定度评价沥青混合料的高温稳定性。试验结果见表5、图1。由图1 可知，试件1、试件2、试件3 动稳定度分别为3 705 次/mm，3 688 次/mm，3 851 次/mm，3 个试件动稳定度平均值为3 748 次/mm。技术规范标准值为2 400次/mm，试件动稳定度都大于2 400次/mm，满足技术标准要求，表明SAC-10 薄层罩面沥青混合料高温稳定性较好。

表5 薄层罩面沥青混合料车辙试验结果

图1 薄层罩面沥青混合料车辙试验结果

（2）水稳定性

沥青混合料的水稳定性是路面稳定的重要指标，良好的水稳定性可以保证路基稳定，保证公路的使用年限。本文采用两种浸水马歇尔试验和劈裂冻融试验分别测试SAC-10水稳定性。试验结果见表6。

表6 沥青混合料冻融劈裂试验结果

由表6 可知，对试件SAC-10 进行3 次冻融劈裂试验，试验1中TSR为0.83%，试验2 中TSR为0.84%，试验3 中TSR 为0.81%；三次试验冻前劈裂强度平均值为1.13MPa，冻后劈裂强度平均值为0.94MPa，TSR平均值为0.83%。据《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2017）要求TSR 值为80%，三次试验中TSP 值及TSR平均值均大于80%，说明薄层罩面技术能够保证路面水稳定性，满足道路施工质量要求。

（3）平整度

路面平整度是反映沥青路面行车舒适性的指标之一。依据规范要求采用3m 直尺测得路面平整度，在试验路段K278+000—K3788+000、K378+000—K478+000、K478+000—K578+000、K578+000—K678+000，四条路段随机选取一处监测点，检测点使用3m直尺进行检测。依据《公路工程质量检验评价标准》（JTG F80/1—2019），沥青路面3m 直尺测量值允许误差为3mm。并根据公式将3m 直尺测量值转换为IRI 值，试验路段IRI指数检测结果如表7所示，转换公式为：

表7 试验路段IRI指数

式（1）中：X为3m直尺测量值（mm）。

由表7 可知，K278+000—K378+100 段IRI平均值为0.31m/km；K1378+000—K478+100 段IRI 平均值为0.48 m/km；K478+000—K578+100 段IRI 平均值为0.69m/km；K578+000—K678+100 段IRI 平均值为0.41m/km。依据《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）要求国际平整度IRI 应当小于2m/km，4 条试验路段远远小于2m/km，均满足规范要求，说明薄层沥青罩面技术能够改善沥青路面平整度，满足道路施工质量要求且保证行车安全和舒适度。

3 结语

薄层罩面作为近几年较为先进的沥青路面养护技术受到了各方的关注，不仅可以满足环保要求，而且可以快速修复道路病害，这是未来公路养护的发展趋势。本文根据实际工程进行试验和研究。研究结果表明，以SAC-10 作为薄层罩面的沥青混合料满足施工所要求的高温稳定性，低温抗裂性以及水稳定性，可用于养护工程中。